水泥生产中智能高效脱销系统的应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

水泥生产中智能高效脱销系统的应用

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：马海滔1 王鼎1 史超2

[导读] 摘要：本文将以智能脱硝、高效脱硝系统为研究对象，分析该技术在水泥生产中该系统的应用，依靠该系统实时跟踪了解水泥窑状况，分析氨水用量，并做好喷枪操作控制，保障脱硝效率。

        1.北京凯盛建材工程有限公司北京 100024；2.中工国际工程股份有限公司北京 100080
        摘要：本文将以智能脱硝、高效脱硝系统为研究对象，分析该技术在水泥生产中该系统的应用，依靠该系统实时跟踪了解水泥窑状况，分析氨水用量，并做好喷枪操作控制，保障脱硝效率。该系统能够减少氨逃逸问题，实现对环境的一定量保护。
        关键词：智能脱硝；高效脱硝；超低排放
        前言
        为了达成保护空气、减少空气污染问题，当前国内很多省市地区都有制定超低排放规定，明确要求了氮氧化合物的排放指标。水泥生产企业，一直就是氮氧化合物排放的大户。为了减少排放，就需要脱硝工作。本文对象使用SNCR脱硝系统，具有良好效果。当然随着近些年政策的不断改革，如今已经无法满足规定。公司生产线和环保要求出现冲突，此时就需要改造脱硝系统，从而进一步满足超低排放要求与规定。
        一、改造方案
        当前所用的主流脱硝模式主要就是分级燃烧、生物质脱硝、SCR以及SNCR这几种。其中SNCR这种脱硝模式最为稳定[1]。并且运行成本和改造成本相对较低，很适合国内的水泥窑脱硝工作。当然传统SNCR在脱硝方法上，合理脱硝效果为60至70%区间。如果想要超过这个水平就需要用更多的氨水，此时有可能会出现十分严重的氨逃逸情况，加剧设备腐蚀情况。
        SNCR这种脱硝方法的使用同时受到氮氧化合物浓度、气流扰动、烟气流速、烟气含氧量、喷射区截面积、粉尘浓度和反应区温度因素干扰。众所周知水泥窑的工况十分复杂，其常态就是工艺波动。在生产过程中NOX浓度会在工艺变化下一同变化，所以此时的SNCR脱硝反应区也会受到明显影响。传统SNCR脱硝技术不得以只能靠着固定节曲面喷氨水方法处理问题，设定固定氨水量，无法跟随水泥窑本身变化调整，所以才无法保障脱硝效率。
        通过不断实践与思考，最后得出，可以用HeSNCR这种智能脱硝思路。该系统中，喷枪布置在分解炉的上分层部位。所有层都有自动控制阀用于雾化空气压力以及氨水流量压力控制[2]。也就是说该系统最关键的部分就是智能控制体系，能够依靠人工智能软件数据处理能力，分析水泥窑的情况变化，尤其是各种操作数据，了解脱硝率最高部位和氨水用量情况，精准化控制喷枪，并在合适的部位、喷入点喷洒适量氨水，高效率脱硝。系统图如图1所示。

        图1SNCR高效系统思路
        除此之外该系统在应对氨逃逸和NOX上也有很好的效果，不仅能够有效脱除NOX也可以达成氨控制目的。
        水泥脱硝智能控制系统当中包括DCS控制单元、混合液喷射、软化水混合输送、还原剂混合输送等多个模块，其特点为氨水存储罐负责还原剂存储输送，由输送泵与输送管道提供输送支持。化水车间、输送管道和稀释水泵负责软化水的存储和输送[3]。混合罐、液体输送泵、搅拌器负责软化水与还原剂混合输送。液体雾化喷枪与空气压缩装置组成了混合喷射单元。DCS系统能够控制容器液体液位信号、硬件设备启动软件、电动软件控制信号，并使用主控室和电脑可视化监控与操作。
        二、运行分析
        企业于2019年2月开始对该系统进行常识性使用。企业水泥窑系统并没有使用分级燃烧，并且氮氧化合物浓度在500至600mg/m3，使用原先的系统能够将其控制在200mg/m3，原系统操作中NOX的排放浓度存在很大的波动，偶尔甚至会出现诸如±50mg/m3这种水平的大范围波动。
        自从企业引进HeSNCR系统，从运行中的表现可以看到，NOX的排放浓度得到了很好的控制，能够控制在100mg/m3水平。企业在4月份的运行测试中得出NOx50mg/m3水平，排放指标很低。而在5月份和6月份数据中，浓度均在100mg/m3以下，基本在95mg/m3左右。这意味着HeSNCR系统能够达成NOX的有效控制，并且熟料氨水的单耗和总氨水的用量远低于过去，数据如表1所示。
        表1系统运行统计

企业在4月份期间以日均50mg/m3的指标做了氮氧化合物排放测试，结果如表2所示。
表2NOX控制数据

        在控制NOX排放浓度的过程中，设定其在50mg/m3，此时氨水用量为每吨3.74升。当然此时的氨水用量有比较大的不同，即便不断增加氨水投入，NOX的每小时均值情况仍旧无法控制在50mg/m3。最后在各位专家的讨论与分析后，认为氨水还原过程中，氮氧化物的还原需要有氧气的支持。也就是说SNCR系统需要为还原提供充足氧气，但当前企业因为高温风机处于极限，水泥一直在高产，所以炉子氧含量不达标，无法保障SNCR脱硝能力。尤其是面对NOX排放浓度较低的情况，更是无法保障氧含量。此时分解炉氧含量一般会用C1一氧化碳作为参考点，以其浓度作为指标，将消除C1氧气浓度参考，解决漏风干扰问题。从最后的检测效果看来，HeSNCR这种技术能够很好的控制NOX，并且C1一氧化碳浓度也得到了有效解决，浓度仅仅在0.1%左右。
        结语
        从本文的叙述可以看到，在水泥窑生产中，HeSNCR这种智能脱硝系统，可以很好的控制NOX的排放浓度。并且氨水用量也比原先传统SNCR技术使用量要低。依靠HeSNCR智能脱硝系统，解决了NOX排放浓度问题。当然因为分解炉的氧气本身比较多，所以需要进一步调整操作工艺，比如加大高温风机减产或是拉风，控制粉煤秤冲煤问题。要做好C1CO浓度的控制。这样才能够获得更好的水泥生产效果、水泥生产质量。
        参考文献
        [1]张鹏飞.利用不同方法检测水泥与减水剂相容性的研究[J].建材与装饰,2020(12):55-56.
        [2]李永军.关于水泥分散度与余水泥强度等级关系的研究[J].四川水泥,2020(02):3.
        [3]邓学志.水泥窑耐火材料新技术的应用[J].四川水泥,2020(02):5.